支管射流脈沖三通結(jié)構(gòu)優(yōu)化與灌水小區(qū)水力性能研究
發(fā)布時間:2021-03-26 06:32
脈沖滴灌不僅具有節(jié)約水量、灌水均勻、增產(chǎn)、適應(yīng)強的優(yōu)點,而且抗堵塞能力強、灌水均勻度高。目前對較低頻率(0.0160.200 Hz)的電子脈沖滴灌研究較多,而對較高頻率(2.5 Hz以上)的脈沖滴灌研究較少,尤其對支管射流脈沖三通水力性能尚未有系統(tǒng)的研究。本文采用了較為科學客觀的方法,對前人研究的支管射流脈沖三通進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化,能夠依靠自身結(jié)構(gòu)產(chǎn)生2.223.05 Hz的脈沖水流。支管射流脈沖三通與毛管射流脈沖三通、支毛管普通T型三通匹配組合,構(gòu)建了4個灌水小區(qū)。通過分析各灌水小區(qū)在不同支管三通進口壓力下的水力性能,確定了灌水小區(qū)中支毛管三通的最優(yōu)組合方式,對于促進滴灌技術(shù)的理論研究與推廣應(yīng)用有重要的科學與實用價值。本文主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下:(1)選取噴嘴寬度、位差、劈距、劈尖半徑和夾壁傾角為5個主要影響因素,每個因素4水平。通過正交設(shè)計方法構(gòu)建了16組模型并進行數(shù)值模擬計算,邊界條件設(shè)定為進口壓力100 kPa。將評價指標計算結(jié)果進行標準化處理,利用多因素綜合評分法將多因素評價指標轉(zhuǎn)化成單一指標進行分析。結(jié)果表明,第11組支管射流脈沖三通...
【文章來源】:江蘇大學江蘇省
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
孔口壁面附壁射流Fig.2.1Nearplanewalljet
江蘇大學碩士學位論文11圖2.5支管射流脈沖三通三維結(jié)構(gòu)圖Fig.2.5Threedimensionalstructureofbranchjetpulsetee2.3.2數(shù)學模型支管射流脈沖三通中的介質(zhì)為常溫水,從射流脈沖三通射出的高速水流可視為摻氣散裂流,其中存在水—氣交界面,如果含氣量不高,可以將射流視為不可壓縮液體。本章針對支管射流脈沖三通內(nèi)部的三維流動問題建立流場控制方程。1、連續(xù)方程對于不可壓縮流體,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,可得到流動控制的連續(xù)性方程,其方程如下所示:0zvyvxvxyz(2.1)式中:xv、yv、zv分別為x、y、z三個坐標上的速度分量,m/s。2、動量方程動量守恒定律,其守恒方程為:wvuSxPgradwdivuwdivtwSxPgradvdivuvdivtvSxPgradudivuudivtu)()()()()()()()()((2.2)
支管射流脈沖三通結(jié)構(gòu)優(yōu)化與灌水小區(qū)水力性能研究16單,無扭轉(zhuǎn)曲面等復(fù)雜結(jié)構(gòu),因此采用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分。根據(jù)支管射流脈沖三通結(jié)構(gòu)尺寸與實際工程應(yīng)用要求,選擇網(wǎng)格的最大高度為2,生成的網(wǎng)格總數(shù)約為103萬,網(wǎng)格質(zhì)量為0.34,網(wǎng)格劃分如圖3.1所示。圖3.1射流脈沖三通網(wǎng)格劃分Fig.3.1Gridsdividingofjetpulsetee表3.2正交設(shè)計方案Tab.3.2Orthogonaldesignscheme試驗號噴嘴寬度/mm劈距H/mm劈尖半徑r/mm位差s/mm側(cè)壁傾角β/°1111112122223133334144445212346221437234128243219313421032431113312412342131341423144231415432411644132
【參考文獻】:
期刊論文
[1]滴灌灌水均勻系數(shù)與灌水量對土壤水分分布及溫室番茄產(chǎn)量的影響[J]. 梁博惠,牛文全,郭麗麗,王愉樂,王京偉. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報(中英文). 2020(02)
[2]微噴帶雷諾數(shù)與沿程水頭損失試驗研究[J]. 吳西杰,蔣冠宇,陳弘. 南方農(nóng)機. 2019(21)
[3]射流元件附壁流場計算及其分析[J]. 許福東,董立,譚超. 現(xiàn)代機械. 2019(04)
[4]支毛管安裝射流三通的滴灌系統(tǒng)水力性能研究[J]. 王新坤,薛子龍,肖思強,樊二東,徐勝榮,王軒,張晨曦. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2019(08)
[5]基于噴嘴寬度對射流三通水力性能試驗與模擬[J]. 樊二東,王新坤,肖思強,徐勝榮,王軒,張晨曦,薛子龍. 排灌機械工程學報. 2018(09)
[6]滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞機理與控制方法研究進展[J]. 李云開,周博,楊培嶺. 水利學報. 2018(01)
[7]肥料類型及濃度對水肥一體化渾水滴灌滴頭輸沙能力的影響[J]. 官雅輝,牛文全,劉璐,李學凱,張文倩. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2018(01)
[8]Decomposition characteristics of organic materials and their effects on labile and recalcitrant organic carbon fractions in a semi-arid soil under plastic mulch and drip irrigation[J]. HU Juan,WU Jinggui,QU Xiaojing. Journal of Arid Land. 2018(01)
[9]中國水資源利用的時空分布格局探究[J]. 尹上崗,馬志飛,黃萍,吳啟焰. 華中師范大學學報(自然科學版). 2017(06)
[10]射流附壁振蕩器能效分析與提升[J]. 鄒久朋,劉學武,程蛟,李俊龍. 大連理工大學學報. 2017(03)
博士論文
[1]硬水滴灌灌水器堵塞特性和機理研究[D]. 劉燕芳.西北農(nóng)林科技大學 2018
[2]動態(tài)水壓下迷宮流道內(nèi)水沙運動特性研究[D]. 鄭超.西北農(nóng)林科技大學 2018
[3]引黃滴灌系統(tǒng)泥沙逐級調(diào)控機制及方法研究[D]. 馮吉.中國農(nóng)業(yè)大學 2017
[4]工作水壓對滴灌灌水器水力性能影響規(guī)律的研究[D]. 蘆剛.華中科技大學 2010
碩士論文
[1]中國區(qū)域水資源承載力時空分布特征研究[D]. 白雅潔.蘭州財經(jīng)大學 2018
[2]滴灌支管射流三通與灌水小區(qū)脈沖水力特性研究[D]. 肖思強.江蘇大學 2018
[3]動態(tài)水壓滴灌條件下土壤水分運移特性研究[D]. 徐堯權(quán).西北農(nóng)林科技大學 2017
[4]射流脈沖三通振蕩特性影響因素研究[D]. 楊玉超.江蘇大學 2016
[5]A公司高效節(jié)水灌溉設(shè)備生產(chǎn)項目評價及實施策略[D]. 崔嵐.吉林大學 2014
[6]正反饋式射流振蕩器性能研究及應(yīng)用[D]. 楊軍.大連理工大學 2008
[7]滴頭水力性能與抗堵塞性能試驗研究[D]. 王建東.中國農(nóng)業(yè)大學 2004
本文編號:3101138
【文章來源】:江蘇大學江蘇省
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
孔口壁面附壁射流Fig.2.1Nearplanewalljet
江蘇大學碩士學位論文11圖2.5支管射流脈沖三通三維結(jié)構(gòu)圖Fig.2.5Threedimensionalstructureofbranchjetpulsetee2.3.2數(shù)學模型支管射流脈沖三通中的介質(zhì)為常溫水,從射流脈沖三通射出的高速水流可視為摻氣散裂流,其中存在水—氣交界面,如果含氣量不高,可以將射流視為不可壓縮液體。本章針對支管射流脈沖三通內(nèi)部的三維流動問題建立流場控制方程。1、連續(xù)方程對于不可壓縮流體,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,可得到流動控制的連續(xù)性方程,其方程如下所示:0zvyvxvxyz(2.1)式中:xv、yv、zv分別為x、y、z三個坐標上的速度分量,m/s。2、動量方程動量守恒定律,其守恒方程為:wvuSxPgradwdivuwdivtwSxPgradvdivuvdivtvSxPgradudivuudivtu)()()()()()()()()((2.2)
支管射流脈沖三通結(jié)構(gòu)優(yōu)化與灌水小區(qū)水力性能研究16單,無扭轉(zhuǎn)曲面等復(fù)雜結(jié)構(gòu),因此采用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分。根據(jù)支管射流脈沖三通結(jié)構(gòu)尺寸與實際工程應(yīng)用要求,選擇網(wǎng)格的最大高度為2,生成的網(wǎng)格總數(shù)約為103萬,網(wǎng)格質(zhì)量為0.34,網(wǎng)格劃分如圖3.1所示。圖3.1射流脈沖三通網(wǎng)格劃分Fig.3.1Gridsdividingofjetpulsetee表3.2正交設(shè)計方案Tab.3.2Orthogonaldesignscheme試驗號噴嘴寬度/mm劈距H/mm劈尖半徑r/mm位差s/mm側(cè)壁傾角β/°1111112122223133334144445212346221437234128243219313421032431113312412342131341423144231415432411644132
【參考文獻】:
期刊論文
[1]滴灌灌水均勻系數(shù)與灌水量對土壤水分分布及溫室番茄產(chǎn)量的影響[J]. 梁博惠,牛文全,郭麗麗,王愉樂,王京偉. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報(中英文). 2020(02)
[2]微噴帶雷諾數(shù)與沿程水頭損失試驗研究[J]. 吳西杰,蔣冠宇,陳弘. 南方農(nóng)機. 2019(21)
[3]射流元件附壁流場計算及其分析[J]. 許福東,董立,譚超. 現(xiàn)代機械. 2019(04)
[4]支毛管安裝射流三通的滴灌系統(tǒng)水力性能研究[J]. 王新坤,薛子龍,肖思強,樊二東,徐勝榮,王軒,張晨曦. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2019(08)
[5]基于噴嘴寬度對射流三通水力性能試驗與模擬[J]. 樊二東,王新坤,肖思強,徐勝榮,王軒,張晨曦,薛子龍. 排灌機械工程學報. 2018(09)
[6]滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞機理與控制方法研究進展[J]. 李云開,周博,楊培嶺. 水利學報. 2018(01)
[7]肥料類型及濃度對水肥一體化渾水滴灌滴頭輸沙能力的影響[J]. 官雅輝,牛文全,劉璐,李學凱,張文倩. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2018(01)
[8]Decomposition characteristics of organic materials and their effects on labile and recalcitrant organic carbon fractions in a semi-arid soil under plastic mulch and drip irrigation[J]. HU Juan,WU Jinggui,QU Xiaojing. Journal of Arid Land. 2018(01)
[9]中國水資源利用的時空分布格局探究[J]. 尹上崗,馬志飛,黃萍,吳啟焰. 華中師范大學學報(自然科學版). 2017(06)
[10]射流附壁振蕩器能效分析與提升[J]. 鄒久朋,劉學武,程蛟,李俊龍. 大連理工大學學報. 2017(03)
博士論文
[1]硬水滴灌灌水器堵塞特性和機理研究[D]. 劉燕芳.西北農(nóng)林科技大學 2018
[2]動態(tài)水壓下迷宮流道內(nèi)水沙運動特性研究[D]. 鄭超.西北農(nóng)林科技大學 2018
[3]引黃滴灌系統(tǒng)泥沙逐級調(diào)控機制及方法研究[D]. 馮吉.中國農(nóng)業(yè)大學 2017
[4]工作水壓對滴灌灌水器水力性能影響規(guī)律的研究[D]. 蘆剛.華中科技大學 2010
碩士論文
[1]中國區(qū)域水資源承載力時空分布特征研究[D]. 白雅潔.蘭州財經(jīng)大學 2018
[2]滴灌支管射流三通與灌水小區(qū)脈沖水力特性研究[D]. 肖思強.江蘇大學 2018
[3]動態(tài)水壓滴灌條件下土壤水分運移特性研究[D]. 徐堯權(quán).西北農(nóng)林科技大學 2017
[4]射流脈沖三通振蕩特性影響因素研究[D]. 楊玉超.江蘇大學 2016
[5]A公司高效節(jié)水灌溉設(shè)備生產(chǎn)項目評價及實施策略[D]. 崔嵐.吉林大學 2014
[6]正反饋式射流振蕩器性能研究及應(yīng)用[D]. 楊軍.大連理工大學 2008
[7]滴頭水力性能與抗堵塞性能試驗研究[D]. 王建東.中國農(nóng)業(yè)大學 2004
本文編號:3101138
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